zt-online-game-backend/internal/game/snake/snake.go

// Package snake 是双人贪吃蛇玩法：两人同场竞技的实时玩法。
// 与回合制玩法（gobang / tictactoe）不同，本玩法由房间的 tick 循环持续推进：
// 玩家只发「转向」指令，位置推进、吃食物、碰撞判定都在 OnTick 中完成。
package snake

import (
	"encoding/json" // 标准库：解析 turn 动作参数
	"errors"        // 标准库：返回玩法内校验错误
	"math/rand"     // 标准库：随机生成食物位置

	"git.lzcwy.cn/zhengchiliu/zt-online-game-backend/internal/game"
)

const (
	gameID      = "snake" // 玩法 ID：匹配队列与房间都以它索引
	boardSize   = 21      // 棋盘边长（21×21）
	tickMs      = 200     // 推进周期（毫秒）：每秒 5 步，通过 Meta.TickMs 交给房间
	initLen     = 3       // 初始蛇长
	targetScore = 20      // 先吃满该分数直接获胜；0 表示只比谁活得久
)

// 方向：上右下左（顺时针）；反向为 (dir+2)%4。
const (
	dirUp = iota
	dirRight
	dirDown
	dirLeft
)

// dirOffsets 是四个方向对应的「行、列」增量。
var dirOffsets = [4][2]int{{-1, 0}, {0, 1}, {1, 0}, {0, -1}}

// turnPayload 是 turn 动作的参数。
type turnPayload struct {
	Dir string `json:"dir"` // up / down / left / right
}

// snakeState 是单条蛇的状态。
type snakeState struct {
	UserID int64 `json:"user_id"` // 操控该蛇的用户
	Body   []int `json:"body"`    // 身体坐标（一维下标），头在 [0]
	Dir    int   `json:"dir"`     // 当前方向
	Alive  bool  `json:"alive"`   // 是否存活
	Score  int   `json:"score"`   // 吃到食物数
}

// state 是本玩法私有状态，房间只透传不解析。
type state struct {
	Size   int           `json:"size"`   // 棋盘边长
	Snakes []*snakeState `json:"snakes"` // 两条蛇
	Foods  []int         `json:"foods"`  // 食物坐标（一维下标）
	Over   bool          `json:"over"`   // 是否已结束
}

// Game 实现 game.Game 接口。
type Game struct{}

// New 创建玩法实例：每局一个，状态互不影响。
func New() *Game { return &Game{} }

// Meta 声明本玩法为 2 人实时玩法，并指定 200ms 的推进周期。
func (g *Game) Meta() game.Meta {
	return game.Meta{
		GameID: gameID, MinSeats: 2, MaxSeats: 2,
		Realtime: true, AllowJoin: false, TickMs: tickMs,
	}
}

// Init 初始化棋盘：两条蛇分别从左右两侧中间出发，方向相对。
func (g *Game) Init(seatCount int) (game.State, error) {
	if seatCount != 2 { // 固定两人
		return nil, errors.New("snake requires 2 seats")
	}
	mid := boardSize / 2
	st := &state{
		Size: boardSize,
		Snakes: []*snakeState{
			{Body: bodyFrom(mid, 3, dirRight), Dir: dirRight, Alive: true},         // 左侧出发，向右
			{Body: bodyFrom(mid, boardSize-4, dirLeft), Dir: dirLeft, Alive: true}, // 右侧出发，向左
		},
	}
	st.Foods = []int{st.spawnFood()} // 初始一个食物
	return st, nil
}

// bodyFrom 按「头位置 + 方向」生成初始长度为 initLen 的身体（头在 [0]）。
func bodyFrom(row, col, dir int) []int {
	body := make([]int, 0, initLen)
	for i := 0; i < initLen; i++ {
		r := row - dirOffsets[dir][0]*i // 从头部向反方向延伸
		c := col - dirOffsets[dir][1]*i
		body = append(body, r*boardSize+c)
	}
	return body
}

// idx 把行列换算成一维下标。
func (s *state) idx(row, col int) int { return row*s.Size + col }

// rowOf / colOf 把一维下标还原为行列。
func (s *state) rowOf(i int) int { return i / s.Size }
func (s *state) colOf(i int) int { return i % s.Size }

// spawnFood 在空格中随机生成食物；无空格返回 -1。
func (s *state) spawnFood() int {
	occupied := make(map[int]bool, s.Size*s.Size)
	for _, sn := range s.Snakes { // 蛇身占位
		for _, b := range sn.Body {
			occupied[b] = true
		}
	}
	for _, f := range s.Foods { // 已有食物占位
		occupied[f] = true
	}
	free := make([]int, 0, s.Size*s.Size)
	for i := 0; i < s.Size*s.Size; i++ { // 收集空格
		if !occupied[i] {
			free = append(free, i)
		}
	}
	if len(free) == 0 { // 棋盘已满
		return -1
	}
	return free[rand.Intn(len(free))] // 随机取一个
}

// OnJoin 玩家入座：按顺序绑定到某条蛇。
func (g *Game) OnJoin(uid int64, s game.State) ([]game.Event, error) {
	st, ok := s.(*state) // 断言为本玩法状态
	if !ok {
		return nil, errors.New("invalid state type")
	}
	for i, sn := range st.Snakes { // 找未绑定的蛇
		if sn.UserID == 0 {
			sn.UserID = uid
			return []game.Event{{Name: "seat", Payload: map[string]any{
				"user_id": uid, "seat": i, "dir": dirName(sn.Dir),
			}}}, nil
		}
	}
	return nil, errors.New("room is full")
}

// OnLeave 玩家离座：直接判对手胜。
func (g *Game) OnLeave(uid int64, s game.State) ([]game.Event, *game.Finish, error) {
	st, ok := s.(*state) // 断言状态
	if !ok {
		return nil, nil, errors.New("invalid state type")
	}
	for _, sn := range st.Snakes { // 找到离座者
		if sn.UserID == uid {
			sn.Alive = false
			st.Over = true
			var winner int64 // 另一条蛇的主人获胜
			for _, other := range st.Snakes {
				if other.UserID != uid {
					winner = other.UserID
				}
			}
			return []game.Event{{Name: "leave", Payload: map[string]any{"user_id": uid}}},
				&game.Finish{Winner: winner, Scores: scores(st), Reason: "opponent_leave"}, nil
		}
	}
	return nil, nil, nil // 非本局成员：无事件
}

// OnAction 处理转向指令：只允许改变方向，位置推进交给 OnTick。
func (g *Game) OnAction(uid int64, a game.Action, s game.State) ([]game.Event, *game.Finish, error) {
	st, ok := s.(*state) // 断言状态
	if !ok {
		return nil, nil, errors.New("invalid state type")
	}
	if st.Over { // 已结束
		return nil, nil, errors.New("game over")
	}
	if a.Name != "turn" { // 未知动作
		return nil, nil, errors.New("unsupported action: " + a.Name)
	}

	var p turnPayload // 解析动作参数
	if err := json.Unmarshal(a.Payload, &p); err != nil {
		return nil, nil, errors.New("invalid turn payload")
	}
	dir, ok := parseDir(p.Dir) // 方向名转枚举
	if !ok {
		return nil, nil, errors.New("invalid direction")
	}

	for _, sn := range st.Snakes { // 找到该玩家操控的蛇
		if sn.UserID != uid {
			continue
		}
		if !sn.Alive { // 已死亡
			return nil, nil, errors.New("snake is dead")
		}
		// 禁止 180 度掉头（长度为 1 时允许）
		if len(sn.Body) > 1 && (sn.Dir+2)%4 == dir {
			return nil, nil, errors.New("cannot reverse")
		}
		sn.Dir = dir // 更新方向
		return []game.Event{{Name: "turn", Payload: map[string]any{"user_id": uid, "dir": p.Dir}}}, nil, nil
	}
	return nil, nil, errors.New("not in game")
}

// OnTick 推进一步：计算新头位置 → 判定碰撞 → 移动与吃食物 → 判定胜负。
func (g *Game) OnTick(now int64, s game.State) ([]game.Event, *game.Finish, error) {
	st, ok := s.(*state) // 断言状态
	if !ok || st.Over {  // 类型错误或已结束
		return nil, nil, nil
	}
	for _, sn := range st.Snakes { // 人数未齐（有人未入座）不推进
		if sn.UserID == 0 {
			return nil, nil, nil
		}
	}

	// 1. 计算每条蛇的新头位置（-1 表示撞墙）
	newHead := make([]int, len(st.Snakes))
	for i, sn := range st.Snakes {
		if !sn.Alive { // 已死亡不参与
			newHead[i] = -1
			continue
		}
		r, c := st.rowOf(sn.Body[0]), st.colOf(sn.Body[0])
		nr, nc := r+dirOffsets[sn.Dir][0], c+dirOffsets[sn.Dir][1]
		if nr < 0 || nr >= st.Size || nc < 0 || nc >= st.Size { // 越界即撞墙
			newHead[i] = -1
			continue
		}
		newHead[i] = st.idx(nr, nc)
	}

	// 2. 标记本回合是否吃到食物（决定是否增长）
	grow := make([]bool, len(st.Snakes))
	for i, sn := range st.Snakes {
		if !sn.Alive || newHead[i] < 0 {
			continue
		}
		for _, f := range st.Foods {
			if f == newHead[i] {
				grow[i] = true
			}
		}
	}

	// 3. 死亡判定：撞墙、头对头、撞到任意蛇身
	dead := make([]bool, len(st.Snakes))
	for i, sn := range st.Snakes {
		if !sn.Alive { // 之前已死
			dead[i] = true
			continue
		}
		if newHead[i] < 0 { // 撞墙
			dead[i] = true
			continue
		}
		for j := range st.Snakes { // 头对头相撞：双方都死
			if j != i && newHead[j] == newHead[i] {
				dead[i] = true
			}
		}
		for oi, other := range st.Snakes { // 撞到蛇身
			for k, b := range other.Body {
				// 对方本回合不吃食物时，尾节点会让位，不算撞
				if k == len(other.Body)-1 && !grow[oi] {
					continue
				}
				if b == newHead[i] {
					dead[i] = true
				}
			}
		}
	}

	// 4. 移动：吃到食物则增长并补充食物，否则去掉尾节点
	for i, sn := range st.Snakes {
		if !sn.Alive { // 已死不动
			continue
		}
		if dead[i] { // 本回合死亡
			sn.Alive = false
			continue
		}
		sn.Body = append([]int{newHead[i]}, sn.Body...) // 新头插到最前
		if grow[i] {                                    // 吃到食物：保留尾巴即增长
			sn.Score++
			for fi, f := range st.Foods { // 移除被吃掉的食物
				if f == newHead[i] {
					st.Foods = append(st.Foods[:fi], st.Foods[fi+1:]...)
					break
				}
			}
			if nf := st.spawnFood(); nf >= 0 { // 补充新食物
				st.Foods = append(st.Foods, nf)
			}
		} else { // 未吃到：去掉尾节点
			sn.Body = sn.Body[:len(sn.Body)-1]
		}
	}

	// 5. 组装事件：每步一次 tick（含全量可渲染数据），死亡额外发 died
	events := []game.Event{{Name: "tick", Payload: map[string]any{
		"size": st.Size, "snakes": st.Snakes, "foods": st.Foods,
	}}}
	for i, sn := range st.Snakes {
		if dead[i] {
			events = append(events, game.Event{Name: "died", Payload: map[string]any{"user_id": sn.UserID}})
		}
	}

	// 6. 胜负判定：先达标者胜；只剩一条存活则该蛇胜；全灭为平局
	for _, sn := range st.Snakes {
		if targetScore > 0 && sn.Alive && sn.Score >= targetScore {
			st.Over = true
			return events, &game.Finish{Winner: sn.UserID, Scores: scores(st), Reason: "normal"}, nil
		}
	}
	var alive []*snakeState
	for _, sn := range st.Snakes {
		if sn.Alive {
			alive = append(alive, sn)
		}
	}
	if len(alive) <= 1 { // 分出结果
		st.Over = true
		var winner int64 // 零值表示平局（同时死亡）
		if len(alive) == 1 {
			winner = alive[0].UserID
		}
		return events, &game.Finish{Winner: winner, Scores: scores(st), Reason: "normal"}, nil
	}

	return events, nil, nil // 对局继续
}

// Snapshot 生成对指定玩家可见的状态（贪吃蛇无隐藏信息，返回全量）。
func (g *Game) Snapshot(uid int64, s game.State) any {
	st, ok := s.(*state) // 断言状态
	if !ok {
		return nil
	}
	return map[string]any{
		"size":   st.Size,
		"snakes": st.Snakes,
		"foods":  st.Foods,
		"over":   st.Over,
		"tick":   tickMs, // 客户端据此设定渲染节奏
	}
}

// scores 汇总各玩家得分。
func scores(st *state) map[int64]int {
	out := make(map[int64]int, len(st.Snakes))
	for _, sn := range st.Snakes {
		out[sn.UserID] = sn.Score
	}
	return out
}

// parseDir 把方向名解析为枚举。
func parseDir(name string) (int, bool) {
	switch name {
	case "up":
		return dirUp, true
	case "right":
		return dirRight, true
	case "down":
		return dirDown, true
	case "left":
		return dirLeft, true
	}
	return 0, false
}

// dirName 把方向枚举转回名称（事件与快照里可读）。
func dirName(dir int) string {
	switch dir {
	case dirUp:
		return "up"
	case dirRight:
		return "right"
	case dirDown:
		return "down"
	case dirLeft:
		return "left"
	}
	return "right"
}